In attesa della sessione d'esame del secondo periodo, relativa alla materia Disegno di Carrozzeria, prevista per il 22-03-2007, iniziamo la presentazione degli studi eseguiti dai gruppi di lavoro degli studenti che hanno già superato l'esame finale.
Abbiamo deciso d'iniziare la carrellata con uno studio, particolarmente approfondito, di un solo studente che, oltre al lavoro svolto all'interno del suo gruppo, ha voluto presentare, fuori esame, anche il frutto delle proprie idee personali in materia.

Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria del Veicolo
Relazione Di Disegno di Carrozzeria:
Progetto di massima della carrozzeria di una vettura
sportiva (VIM-J1)
Anno Accademico 2006/2007
Studente:
Jacopo Vigna

Caratterizzazione dello stile
I tratti essenziali dell'andamento della carrozzeria sono stati definiti sulla base di un lay-out meccanico in scala 1:5 in cui sono riportate le quote e gli ingombri di base, nonché la posizione di guida mediante il manichino regolamentare Oscar.
Lo sviluppo del progetto è stato volto a mantenere l'originalità delle forme individuate in fase di definizione cercando di adattarle alle esigenze imposte dal layout e dalla normativa.
In ogni fase del progetto si è cercato di mantenere l'armonia e l'equilibrio delle proporzioni, senza ricercare soluzioni appariscenti e senza cercare di rifarsi a modelli già esistenti.
Una seconda prerogativa che si è cercato di mantenere a livello stilistico è stata quella di improntare la linea su uno stile in sintonia con un family feeling italiano, rifuggendo influenze di tipo americano o giapponese.
Il design senza compromessi che è derivato da tutte queste considerazioni è caratterizzato da linee tese e si è cercato di mantenerlo il più possibile invariato nelle fasi di sviluppo tecnico del progetto, pur nella consapevolezza che questo potrebbe comportare alcune complicazioni costruttive che si è tuttavia cercato di ridurre al minimo.
Per conseguire l'originalità delle forme si sono studiate diverse soluzioni di design sviluppando più bozzetti, e scegliendo infine quella che più si confaceva al layout particolare. Nella fase iniziale si sono sviluppati dei bozzetti tridimensionali e bidimensionali a matita volti a definire l'aspetto generale della vettura.


Si riportano di seguito alcuni dei bozzetti che hanno contribuito alla definizione dello stile della vettura per sottolineare come si sia cercato di partire da una forma originale cercando di adattarla progressivamente alle esigenze e ai veicoli sopra esposti.
Ecco le tre principali soluzioni studiate, con alcuni commenti sulle idee in ciascuna di esse presentate:

figura 2
In questa prima soluzione ci sono molte idee di base poi riprese del design definititvo (soprattutto al posteriore). Si notano in particolare l'andamento spigoloso del fianco lungo la linea sottostante la linea di cintura, il taglio a inclinazione negativa della coda della vettura, e gli scarichi centrali di forma triangolare.

figura 3
Questa seconda soluzione vede l'introduzione dell'ala posteriore e di una nuova conformazione del muso vettura, soluzioni non sviluppate nel progetto definitivo. Si osservano però le aperture per l'aria sulla fiancata in una versione praticamente definitiva.

figura 4
figura 5
In questa terza soluzione, nella vista 3D si intuisce la forma definitiva dei gruppi ottici anteriori, la linea della porta e il posizionamento degli sfoghi dell'aria dei radiatori sul cofano anteriore.
Nella vista in pianta è invece già definito l'andamento molto sinuoso della zona centrale della vettura, mantenuto anche nel progetto definitivo.

Scelte tecniche, e influenza della normativa sul design
Le scelte tecniche che si sono rivelate vincolanti nella definizione dello stile sono state diverse. Innanzitutto il motore centrale imposto dal layout meccanico, ma anche l'adozione di un fondo vettura piatto il quale richiede la presenza di estrattori d'aria posteriori. Un altro aspetto tecnico che ha influenzato la linea è stato la disposizione anteriore dei radiatori dell'acqua e dell'olio che, in questo modo, sono investiti da una maggiore portata d'aria fresca, il che permette di aumentare l'efficienza del raffreddamento.
Altri aspetti che hanno vincolato lo sviluppo del design sono stati quelli normativi. Quello più stringente, in quanto definisce la forma della parte anteriore dell'abitacolo, ha riguardato le norme di abitabilità e sicurezza per il pilota secondo quanto riportato nell'allegato II della direttiva 74/60 della Regolamentazione internazionale CEE del 18/3/1980. Quanto imposto dal suddetto allegato si può riassumere con la non interferenza della testa di Oscar con il parabrezza fino a che il petto non tocca il volante, e garantisce una condizione di maggiore sicurezza in caso di incidente. Si sono poi definite le quote limite dei gruppi ottici anteriori e posteriori, nonché le dimensioni della zona d'urto anteriore. Altro aspetto normativo fondamentale da rispettare è stato quello degli angoli di visibilità. L'angolo di visibilità anteriore ha vincolato l'altezza e la conformazione del cofano anteriore, mentre l'angolo di visibilità laterale ha influito sulla forma del montante di suddivisione del cristallo anteriore dai finestrini laterali.
In ultimo si sono prese alcune decisioni di ordine funzionale che garantissero una buona abitabilitàdell'abitacolo e una buona visibilità. A questi scopi, si è deciso, innanzitutto, di adottare delle portiere ad apertura ad ala di gabbiano, e in secondo luogo di prevedere un finestrino posteriore piuttosto ampio che, oltre a riprendere la linea della vettura, permetta di dare luminosità all'abitacolo e di assicurare una visibilità posteriore accettabile. Per quanto riguarda la linea anteriore della portiera, essa è stata disegnata in modo da permettere una agevole fuoriuscita delle gambe dall'abitacolo, in questo frangente si è sfruttata la maggiore libertà stilistica sulla conformazione della linea di apertura della portiera assicurata dalla soluzione ad ala di gabbiano rispetto a una soluzione convenzionale.

Definizione di massima delle curvature della carrozzeria

figura 6
Prima di cominciare a tracciare le linee in disegno tecnico si è eseguito un bozzetto che permettesse di intuire a colpo d'occhio lo sviluppo delle curvature nei punti più critici della carrozzeria, ovvero nella zona del posteriore, dove si incrociano diversi andamenti.
Questo passaggio si è rivelato molto utile durante le successive fasi del lavoro, in quanto ha permesso di ragionare sull'andamento delle curvature con la maggiore sicurezza data dal supporto grafico durante la realizzazione delle tavole.

Tracciamento delle viste e delle sezioni
Una volta fissati i caratteri stilistici fondamentali si è cominciato a tracciare le due viste principali (fianco e pianta), punto di partenza delle decisioni sui tratti definitivi della carrozzeria. Da esse si sono poi ricavati i due prospetti. La sequenza logica del tracciamento delle viste tracciate è stata la seguente:

1. Tracciamento della vista di fianco;
2. Tracciamento della vista in pianta;
3. Tracciamento del prospetto anteriore;
4. Tracciamento del prospetto posteriore.

Le sezioni trasversali sono state disegnate solo dopo avere completato in via semi-definitiva le quattro viste. In questo modo si è ottimizzato il tempo grazie a un minor numero di riposizionamenti dei fogli ed è stato possibile lavorare con più continuità su un foglio alla volta. Essendo gli andamenti della carrozzeria poco lineari si è dovuto optare per la soluzione mista di tracciare le sezioni a intervalli differenti, a seconda dei diversi frangenti di carrozzeria di cui si è voluto caratterizzare l'andamento:
A. All'anteriore ogni 200 mm reali (40 mm sul disegno) con l'aggiunta della sezione a 700 mm;
B. Nella zona centrale ogni 200 mm reali (40 mm sul disegno).
C. Nella zona posteriore, dove le curvature sono molte accentuate, si è deciso di tracciare delle sezioni intermedie a
3100 e addirittura a 1350mm reali (rispettivamente 20 e 10mm dalla sezione precedente sul disegno).
Come da convenzione, l'origine del sistema di riferimento impiegato per le sezioni è stato fissato sull'asse della ruota anteriore.
Riguardo l'andamento del tetto, per chiarezza di rappresentazione si è preferito tracciarne solo gli andamenti più rappresentativi tralasciandone altri, che sono stati interrotti in corrispondenza delle rispettive sezioni alla fine della linea del raccordo tetto-finestrino laterale. Questa scelta è giustificata dal fatto che il tetto della vettura non presenta una curvatura fortemente variabile, né tagli o appendici che necessitano di essere rappresentati in modo esplicito.
Per una migliore disposizione e leggibilità dei disegni, si sono rappresentate le sezioni trasversali inerenti la zona centrale dell'auto in loco e ribaltate di 90° rispetto al punto di massima sporgenza; mentre, le sezioni eseguite davanti all'asse ruota anteriore e dietro all'asse ruota posteriore sono state riportate sui rispettivi prospetti senza rotazioni.

Per ultime sono state tracciate le due sezioni assiali, alle quote (reali) di 1000mm e 1100mm, con lo scopo principale di definire l'andamento del padiglione.

Il tracciamento definitivo delle linee di ingombro e di curvatura è stato eseguito in due fasi: la prima a matita sui fogli di minuta, la seconda a inchiostro sui fogli lucidi definitivi.

Si riportano di seguito alcune immagini definitive del progetto:

Figura 9
Figura 10
Figura 11
figura 12

Aspetti tecnici
E' stata prestata particolare attenzione ai seguenti aspetti funzionali del design, che vengono ora singolarmente presi in esame e giustificati:

Flussi d'aria:
Presa d'aria ant. centrale: ventilazione radiatori (acqua e olio);
Presa d'aria ant. laterale: ventilazione freni ant.;
Sfoghi anteriori: estrazione aria calda radiatori (acqua e olio),
Presa d'aria post. superiore: ingresso del condotto di aspirazione del motore;
Presa d'aria post. inferiore:ventilazione vano motore+ventilazione freni post.;
Sfogo posteriore: estrazione aria calda vano motore;
Sfogo statico superiore: posizionato sopra il lunotto posteriore, necessario allo sfogo dell'aria calda del vano motore a
vettura ferma. Il posizionamento di questo sfogo è stato anche volto ad evitare ristagni di aria calda nella zona superiore del cofano motore.

figura 13

Apertura parti mobili:
Portiere: è stato previsto un sistema di apertura ad ala di gabbiano.
Cofano ant.: si è scelto di evitare maniglie e serrature all'esterno e di inserire una leva che comanda l'apertura del cofano dall'interno dell'abitacolo. L'apertura è di tipo controvento con cerniere poste sul lato-parabrezza.
Cofano post.: con comando di apertura analogo a quello del cofano anteriore, si ha un'apertura di tipo tradizionale con cerniere sul lato-tetto del cofano.
Linea di apertura cofano post.: nella decisione dell'andamento di tale linea si è deciso di sfruttare al massimo linee già esistenti sulla vettura. In particolare, la linea di apertura del cofano segue il lato posteriore del montante del finestrino e se ne distacca solo per andare a congiungersi con la linea di massima altezza del parafango posteriore. Si ricongiunge infine con la linea che delimita superiormente il posteriore della vettura.

figura 14

Specchio retrovisore ed elementi correlati
Specchio retrovisore: essendo una parte da rappresentare facoltativamente, si è ritenuto di non rappresentarlo per meglio valorizzare la linea della vettura nelle viste 2D.
Indicatore di direzione laterale: si è pensato di integrarlo nello specchio retrovisore, e non risulta pertanto rappresentato.
Plancia di copertura della guida del cristallo laterale: per motivi estetici è stata progettata diagonale, sebbene al suo interno la guida dell'alzacristalli sia ovviamente rettilinea per consentire la discesa del cristallo. Tale plancia è stata adibita ad accogliere l'attacco dello specchietto retrovisore.

Elementi vari
Estrattori del fondo piatto: per la vettura è stato previsto un fondo piatto, i cui estrattori sono posizionati internamente alle ruote posteriori e vengono alimentati da due canali ricavati nel fondo piatto stesso i quali si dipartono "a forbice" da un canale centrale di larghezza minore del passo anteriore, disposto subito dopo la presa d'aria anteriore centrale.
Ali di sicurezza per le prese d'aria: gli sfoghi dell'aria calda ricavati sul cofano anteriore e su quello posteriore non necessitano di protezioni anti-intrusione in quanto presentano una conformazione assotigliata. Le aperture più soggette al rischio di introduzione di oggetti o di parti del corpo umano sono gli sfoghi statici, la presa d'aria anteriore, e gli sbocchi ricavati sulla fiancata. La soluzione protettiva per cui si è optato è stata quella delle alettature orientate, che contribuiscono ad elevare la qualità delle finiture della vettura a confronto della più tradizionale retina (v.figure a pag. succ.).

figura 15

Gruppo ottico anteriore: ciascuna unità del gruppo ottico anteriore è composta da tre fari allo xeno e un indicatore di direzione. Il faro superiore è adibito a luce di posizione, quello centrale di dimensione maggiore ad anabbagliante, mentre la funzione abbagliante è espletata dal faro inferiore il cui posizionamento rispetta la normativa essendo più interno del faro anabbagliante.

Gruppo ottico posteriore: ciascuna unità del gruppo ottico posteriore è dotata di luce di posizione, luce di stop, retromarcia, retronebbia e indicatore di direzione. Per ciascuna di queste funzioni eccetto l'indicatore di direzione si è pensato di adottare dispositivi a led, che associano un eccellente potere illuminante a un esiguo ingombro in profondità. In questo modo l'integrazione del gruppo ottico nelle forme della vettura risulta ottimale.

figura 16

Alternativa terminali di scarico
La soluzione degli scarichi centrali non risulta essere la più razionale dato l'esiguo spazio a disposizione per l'alloggiamento del silenziatore. Ciò nonostante essa è stata mantenuta nel progetto definitivo, in quanto soluzione caratterizzante del design sin dalle prime fasi di studio.
Alla luce di quanto detto si è però voluto proporre una vista posteriore in cui il doppio scarico non sia disposto centralmente, bensì sdoppiato, con ciascun terminale in posizione elevata e disassata. Questa alternativa permetterebbe di diporre di un maggiore spazio per l'alloggiamento dei silenziatori, compromettendo tuttavia la linea del posteriore della vettura.

La soluzione alternativa è la seguente:

figura 17


Bozzetto 3D

Per concludere si presenta uno schizzo tridimensionale raffigurante una vista di tre quarti della vettura in una versione praticamente definitiva. Da questo bozzetto si apprezzano tutti gli andamenti fondamentali che caratterizzano la carrozzeria con un colpo d'occhio. Si fa notare che, nella versione ufficiale del progetto sono presenti lievi differenze rispetto a questa rappresentazione, che comunque non ne modificano l'aspetto in modo sostanziale.
Jacopo Vigna
Modena, 13 Dicembre 2006